最近，软凝聚态物理及交叉研究中心丁泓铭副教授（共同通讯作者）与复旦大学陈国颂教授及华东师范大学杨海波教授合作，在糖修饰金属大环逐级自组装方面取得重要进展，相关工作以“Diversiform and Transformable Glyco-Nanostructures Constructed from Amphiphilic Supramolecular Metallocarbohydrates through Hierarchical Self-Assembly: The Balance between Metallacycles and Saccharides”为题发表在美国化学会·纳米期刊[ACS Nano, 13, 13474-13485 (2019)]。
在这项工作中，复旦大学陈国颂课题组通过简单调节金属大环的尺寸、糖分子的种类，得到了各种各样的纳米结构（包括囊泡、实心球、开口囊泡、纳米线等）；更为有趣地是，这些纳米结构（在更长时间尺度上）还会进一步转变成其他更复杂的结构，例如蠕虫状胶束、空心管甚至类似Tupan病毒的囊泡结构。为了更深入地理解上述自组装过程的物理机制, 丁泓铭副教授结合耗散粒子动力学和布朗动力学等模拟方法在多个时间和空间尺度上构建和刻画了不同糖修饰金属大环分子的相互作用过程，在微观、介观尺度上给出了其自组装演化的动力学全过程。此外，通过对比不同情况下大环-大环相互作用（p-p stacking）及糖-糖相互作用（CCI）的能量，发现当p-p stacking占主导作用时，体系倾向于形成层状结构（囊泡、开口囊泡等）；而当CCI占主导作用时，体系倾向于形成链状或线状结构。相关结果表明大分子间各类弱相互作用的协同与竞争是该体系能够逐级自组装并形成诸多复杂形貌的关键。
